JPH04220172A - アーク溶接電源の出力過電流保護装置 - Google Patents
アーク溶接電源の出力過電流保護装置Info
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- JPH04220172A JPH04220172A JP40360490A JP40360490A JPH04220172A JP H04220172 A JPH04220172 A JP H04220172A JP 40360490 A JP40360490 A JP 40360490A JP 40360490 A JP40360490 A JP 40360490A JP H04220172 A JPH04220172 A JP H04220172A
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- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title abstract 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000013021 overheating Methods 0.000 claims description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000001788 irregular Effects 0.000 abstract description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 8
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- Arc Welding Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アーク溶接電源の出力
過電流保護装置に係り、特に、出力過電流の検出により
出力を停止させた後のリセット手段の改良に関するもの
である。
過電流保護装置に係り、特に、出力過電流の検出により
出力を停止させた後のリセット手段の改良に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図３に従来の消耗性電極を用いるアーク
溶接電源の主回路構成と出力過電流保護装置の回路構成
を示す。図３において、１は三相交流電源、２は三相交
流入力を直流に変換する入力側整流回路、３は平滑用コ
ンデンサ、４はコンデンサ３で平滑した直流を高周波交
流に変換するインバータ、５は溶接用変圧器、６は変圧
器５で降圧した高周波交流を再度直流に変換する出力側
整流回路、７は出力電流を平滑する直流リアクタ、８は
出力電流検出用シャント抵抗、９は溶接ワイヤ１０に通
電するコンタクトチップ、１１はアーク負荷、１２は母
材であり、１〜１２により主回路を構成している。
溶接電源の主回路構成と出力過電流保護装置の回路構成
を示す。図３において、１は三相交流電源、２は三相交
流入力を直流に変換する入力側整流回路、３は平滑用コ
ンデンサ、４はコンデンサ３で平滑した直流を高周波交
流に変換するインバータ、５は溶接用変圧器、６は変圧
器５で降圧した高周波交流を再度直流に変換する出力側
整流回路、７は出力電流を平滑する直流リアクタ、８は
出力電流検出用シャント抵抗、９は溶接ワイヤ１０に通
電するコンタクトチップ、１１はアーク負荷、１２は母
材であり、１〜１２により主回路を構成している。
【０００３】図３の出力過電流保護装置は次のように構
成されている。１３は制御回路で、通常は起動スイッチ
１４からの起動信号のオン、オフによりインバータ４を
駆動または停止させて溶接電源の出力を制御する。また
、この出力制御に関連してワイヤ送給制御なども制御回
路１３からの指令によって行われる。１５は過電流検出
回路で、前記シャント抵抗８の出力を増幅器１５−１で
増幅した信号を（−）入力とし、過電流設定器１５−２
の出力信号を（＋）入力として抵抗１５−４、コンデン
サ１５−５、演算増幅器１５−６からなる積分回路に加
えることにより、シャント抵抗８に流れる出力電流Ｉの
値が過電流設定値以上になった場合、積分回路の出力電
圧Ｖａを時間に比例して低下させ、この積分回路の出力
電圧Ｖａと過電流時間設定器１５−３の出力電圧Ｖｂと
をコンパレータ１５−７で比較して、過電流設定値以上
の出力電流Ｉが過電流設定時間以上流れ続けると、コン
パレータ１５−７の出力をローレベルからハイレベルに
変化させ、異常判定信号として出力する回路である。ス
パッタによるチップ、母材間またはチップ、ノズル間の
短絡等で出力過電流が流れた場合、過電流検出回路１５
から出力される異常判定信号はラッチ回路１６のセット
入力端子Ｓに入り、ラッチ回路１６を動作させる。一旦
ラッチ回路１６が作動すると、その出力により制御回路
１３は起動信号のオン、オフにかかわらず溶接電源の出
力を停止させ（同時にワイヤ送給も停止する）、ラッチ
回路１６がリセットされるまで出力を停止させ続ける。 この場合、アークを再起動させるには、人が溶接電源の
設置場所まで行き、制御電源または入力電源を一旦オフ
にしてから再度オンにすることでラッチ回路１６をリセ
ットする必要があった。
成されている。１３は制御回路で、通常は起動スイッチ
１４からの起動信号のオン、オフによりインバータ４を
駆動または停止させて溶接電源の出力を制御する。また
、この出力制御に関連してワイヤ送給制御なども制御回
路１３からの指令によって行われる。１５は過電流検出
回路で、前記シャント抵抗８の出力を増幅器１５−１で
増幅した信号を（−）入力とし、過電流設定器１５−２
の出力信号を（＋）入力として抵抗１５−４、コンデン
サ１５−５、演算増幅器１５−６からなる積分回路に加
えることにより、シャント抵抗８に流れる出力電流Ｉの
値が過電流設定値以上になった場合、積分回路の出力電
圧Ｖａを時間に比例して低下させ、この積分回路の出力
電圧Ｖａと過電流時間設定器１５−３の出力電圧Ｖｂと
をコンパレータ１５−７で比較して、過電流設定値以上
の出力電流Ｉが過電流設定時間以上流れ続けると、コン
パレータ１５−７の出力をローレベルからハイレベルに
変化させ、異常判定信号として出力する回路である。ス
パッタによるチップ、母材間またはチップ、ノズル間の
短絡等で出力過電流が流れた場合、過電流検出回路１５
から出力される異常判定信号はラッチ回路１６のセット
入力端子Ｓに入り、ラッチ回路１６を動作させる。一旦
ラッチ回路１６が作動すると、その出力により制御回路
１３は起動信号のオン、オフにかかわらず溶接電源の出
力を停止させ（同時にワイヤ送給も停止する）、ラッチ
回路１６がリセットされるまで出力を停止させ続ける。 この場合、アークを再起動させるには、人が溶接電源の
設置場所まで行き、制御電源または入力電源を一旦オフ
にしてから再度オンにすることでラッチ回路１６をリセ
ットする必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、過
電流検出後、一旦動作したラッチ回路をリセットするの
に人が溶接電源の設置場所まで行かなければならないた
め、（１）溶接電源設置場所が作業現場から遠い場合、
（２）溶接電源が作業現場より高所に設置されている場
合、（３）作業現場が狭隘であったり高所にある場合な
ど、リセットに時間がかかり、作業能率を低下させる。
電流検出後、一旦動作したラッチ回路をリセットするの
に人が溶接電源の設置場所まで行かなければならないた
め、（１）溶接電源設置場所が作業現場から遠い場合、
（２）溶接電源が作業現場より高所に設置されている場
合、（３）作業現場が狭隘であったり高所にある場合な
ど、リセットに時間がかかり、作業能率を低下させる。
【０００５】また、溶接ロボット等の自動機では、ラッ
チ回路をリセットする時、起動信号がオンのままになっ
ていると、リセットと同時に溶接が開始されるという予
期しない変則的な動作をすることになり、安全上問題が
ある。
チ回路をリセットする時、起動信号がオンのままになっ
ていると、リセットと同時に溶接が開始されるという予
期しない変則的な動作をすることになり、安全上問題が
ある。
【０００６】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点を解決することにある。
題点を解決することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、過電流検出回路から異常判定信号が出力さ
れてから溶接電源の過熱防止に必要な所定休止時間が経
過した後の起動信号の状態を判定し、所定休止時間終了
時に起動信号がオフであればその時点で、オンであれば
、その後起動信号がオンからオフに変わった時点でそれ
ぞれラッチ回路にリセット信号を送り出すリセット手段
を設けたことを主要な特徴とするものである。
に本発明は、過電流検出回路から異常判定信号が出力さ
れてから溶接電源の過熱防止に必要な所定休止時間が経
過した後の起動信号の状態を判定し、所定休止時間終了
時に起動信号がオフであればその時点で、オンであれば
、その後起動信号がオンからオフに変わった時点でそれ
ぞれラッチ回路にリセット信号を送り出すリセット手段
を設けたことを主要な特徴とするものである。
【０００８】
【作用】アーク溶接電源において、過電流検出により出
力を停止させる目的は、（イ）過電流による溶接電源の
過熱を避けること、（ロ）チップ短絡等の出力側の異常
を作業者に知らせることであり、その目的さえ果たせれ
ば、出力を停止したままにする必要はないことから、本
発明では、下記の条件でリセット手段からラッチ回路に
リセット信号を出し、出力停止のラッチを解除するよう
にした。
力を停止させる目的は、（イ）過電流による溶接電源の
過熱を避けること、（ロ）チップ短絡等の出力側の異常
を作業者に知らせることであり、その目的さえ果たせれ
ば、出力を停止したままにする必要はないことから、本
発明では、下記の条件でリセット手段からラッチ回路に
リセット信号を出し、出力停止のラッチを解除するよう
にした。
【０００９】（１） 過電流検出後、所定休止時間が
経過するまでは起動信号のオン、オフにかかわらず出力
を停止させ続ける。これにより、溶接電源の過熱を避け
るとともに、出力側の異常を知らせる。
経過するまでは起動信号のオン、オフにかかわらず出力
を停止させ続ける。これにより、溶接電源の過熱を避け
るとともに、出力側の異常を知らせる。
【００１０】（２） 所定休止時間終了時に起動信号
がオフであれば即時ラッチを解除し、オンであれば、そ
の後起動信号が一旦オフになるまでラッチを解除しない
。つまり、所定休止時間経過後、起動信号を意識的にオ
フからオンにしない限りアーク再起動はできないように
する。
がオフであれば即時ラッチを解除し、オンであれば、そ
の後起動信号が一旦オフになるまでラッチを解除しない
。つまり、所定休止時間経過後、起動信号を意識的にオ
フからオンにしない限りアーク再起動はできないように
する。
【００１１】上記（１）、（２）の条件でラッチ解除を
行うことにより、従来技術の問題点の一つである、リセ
ットのために人が溶接電源設置場所まで行く必要がなく
なり、また、もう一つの問題点である、リセットと同時
に溶接が開始されるような変則的な動作をしなくなる。
行うことにより、従来技術の問題点の一つである、リセ
ットのために人が溶接電源設置場所まで行く必要がなく
なり、また、もう一つの問題点である、リセットと同時
に溶接が開始されるような変則的な動作をしなくなる。
【００１２】次に、過電流検出後の所定休止時間につい
て述べる。出力過電流の検出は、アーク起動時のワイヤ
による短絡ではラッチ回路を動作させないよう、通常、
最大出力電流（出力短絡電流）がほぼ１秒程度流れ続け
たことを判定基準として行っている。ここで、最大出力
電流は定格電流のほぼ２〜２．５倍程度であることから
、過電流検出時の主回路導体の発熱量は、定格電流時の
（２．５）２倍、すなわちほぼ７倍程度の発熱がほぼ１
秒間続いたときの総発熱量と考えれば十分である。した
がって、過電流による過熱を防ぐためには、ほぼ７秒に
１回しか過電流が流れないようにすれば良いわけであり
、過電流検出により出力を停止させた後、ほぼ７秒以上
の休止時間をおいてラッチを解除することで、その後再
度過電流が流れても、溶接電源が過熱することはない。
て述べる。出力過電流の検出は、アーク起動時のワイヤ
による短絡ではラッチ回路を動作させないよう、通常、
最大出力電流（出力短絡電流）がほぼ１秒程度流れ続け
たことを判定基準として行っている。ここで、最大出力
電流は定格電流のほぼ２〜２．５倍程度であることから
、過電流検出時の主回路導体の発熱量は、定格電流時の
（２．５）２倍、すなわちほぼ７倍程度の発熱がほぼ１
秒間続いたときの総発熱量と考えれば十分である。した
がって、過電流による過熱を防ぐためには、ほぼ７秒に
１回しか過電流が流れないようにすれば良いわけであり
、過電流検出により出力を停止させた後、ほぼ７秒以上
の休止時間をおいてラッチを解除することで、その後再
度過電流が流れても、溶接電源が過熱することはない。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１および図２に
より説明する。図１は消耗性電極を用いるアーク溶接電
源の主回路構成および出力過電流保護装置の回路構成を
示すブロック図、図２はリセット回路の動作を説明する
ためのフローチャートである。
より説明する。図１は消耗性電極を用いるアーク溶接電
源の主回路構成および出力過電流保護装置の回路構成を
示すブロック図、図２はリセット回路の動作を説明する
ためのフローチャートである。
【００１４】図１において、１〜１６は図３の同一符号
に対応する部分を示している。図３の従来例と同様に過
電流検出回路１５は、シャント抵抗８により溶接電源の
出力電流Ｉを検出し、過電流設定器１５−２の設定値以
上の出力電流が過電流時間設定器１５−３の設定時間以
上流れ続けると、コンパレータ１５−７から異常判定信
号（ハイレベル信号）を出力する。この異常判定信号は
ラッチ回路１６のセット入力端子Ｓに入り、ラッチ回路
１６を動作させる。一旦ラッチ回路１６が動作すると、
その出力により制御回路１３は起動スイッチ１４からの
起動信号のオン、オフにかかわらずインバータ４に出力
停止信号を送り、出力を停止させる。溶接電源の出力停
止により過電流検出回路１５の出力がハイレベルからロ
ーレベルに戻っても、ラッチ回路１６は、リセット入力
端子Ｒにリセット信号が入るまで動作状態を維持するた
め、溶接電源の出力は停止したままとなる。
に対応する部分を示している。図３の従来例と同様に過
電流検出回路１５は、シャント抵抗８により溶接電源の
出力電流Ｉを検出し、過電流設定器１５−２の設定値以
上の出力電流が過電流時間設定器１５−３の設定時間以
上流れ続けると、コンパレータ１５−７から異常判定信
号（ハイレベル信号）を出力する。この異常判定信号は
ラッチ回路１６のセット入力端子Ｓに入り、ラッチ回路
１６を動作させる。一旦ラッチ回路１６が動作すると、
その出力により制御回路１３は起動スイッチ１４からの
起動信号のオン、オフにかかわらずインバータ４に出力
停止信号を送り、出力を停止させる。溶接電源の出力停
止により過電流検出回路１５の出力がハイレベルからロ
ーレベルに戻っても、ラッチ回路１６は、リセット入力
端子Ｒにリセット信号が入るまで動作状態を維持するた
め、溶接電源の出力は停止したままとなる。
【００１５】次に、リセット手段として新たに設けたリ
セット回路１７について説明する。図１に示すリセット
回路１７はタイマ１７−１と条件判定部１７−２で構成
され、図２のように動作する。タイマ１７−１は過電流
検出回路１５からの異常判定信号によりセットされ、タ
イマ設定時間（ここでは所定休止時間）が経過すると、
タイマ出力がオンになり、ラッチ回路１６のリセットと
同時にタイマ１７−１もリセットされるようになってい
る。タイマ出力がオンになると、条件判定部１７−２は
起動スイッチ１４からの起動信号の状態を判定し、タイ
マ設定時間終了時に起動信号がオフであれば、即時ラッ
チ回路１６にリセット信号を出力して溶接電源の出力停
止を解除し、その後起動信号をオフからオンにすること
で、通常のように制御回路１３が動作し、溶接を開始で
きるようになる。タイマ設定時間終了時に起動信号がオ
ンの場合は、その後起動信号がオンからオフになるまで
リセット信号は出力されない。したがって、タイマ設定
時間経過後も起動信号がオンのままであれば、溶接電源
の出力停止の状態が続き、溶接を再開するためには、起
動信号を一旦オフにしてから再度オンにする必要がある
。
セット回路１７について説明する。図１に示すリセット
回路１７はタイマ１７−１と条件判定部１７−２で構成
され、図２のように動作する。タイマ１７−１は過電流
検出回路１５からの異常判定信号によりセットされ、タ
イマ設定時間（ここでは所定休止時間）が経過すると、
タイマ出力がオンになり、ラッチ回路１６のリセットと
同時にタイマ１７−１もリセットされるようになってい
る。タイマ出力がオンになると、条件判定部１７−２は
起動スイッチ１４からの起動信号の状態を判定し、タイ
マ設定時間終了時に起動信号がオフであれば、即時ラッ
チ回路１６にリセット信号を出力して溶接電源の出力停
止を解除し、その後起動信号をオフからオンにすること
で、通常のように制御回路１３が動作し、溶接を開始で
きるようになる。タイマ設定時間終了時に起動信号がオ
ンの場合は、その後起動信号がオンからオフになるまで
リセット信号は出力されない。したがって、タイマ設定
時間経過後も起動信号がオンのままであれば、溶接電源
の出力停止の状態が続き、溶接を再開するためには、起
動信号を一旦オフにしてから再度オンにする必要がある
。
【００１６】また、チップ短絡等の出力側の異常が解除
されないまま、タイマ設定時間経過後、起動信号をオフ
から再度オンにして出力を発生させた場合、出力過電流
保護装置は前記と同じ動作を繰り返すが、作用の項で述
べたようにタイマ設定時間（所定休止時間）をほぼ７秒
以上に定めておけば、再度出力過電流が流れても、溶接
電源が過熱されることはない。
されないまま、タイマ設定時間経過後、起動信号をオフ
から再度オンにして出力を発生させた場合、出力過電流
保護装置は前記と同じ動作を繰り返すが、作用の項で述
べたようにタイマ設定時間（所定休止時間）をほぼ７秒
以上に定めておけば、再度出力過電流が流れても、溶接
電源が過熱されることはない。
【００１７】図１にはリセット回路１７をディスクリー
ト部品で構成した例を示したが、タイマ１７−１および
条件判定部１７−２の機能をマイクロコンピュータのソ
フトウェアにより実現することもできる。また、制御回
路１３にマイクロコンピュータを用いた溶接電源におい
ては、ラッチ回路出力による割込み処理の一部として図
２に示すラッチ解除機能を実行させることで、部品の追
加は不要となる。
ト部品で構成した例を示したが、タイマ１７−１および
条件判定部１７−２の機能をマイクロコンピュータのソ
フトウェアにより実現することもできる。また、制御回
路１３にマイクロコンピュータを用いた溶接電源におい
ては、ラッチ回路出力による割込み処理の一部として図
２に示すラッチ解除機能を実行させることで、部品の追
加は不要となる。
【００１８】上記実施例はインバータ制御方式の溶接電
源を対象としたものであるが、サイリスタ制御方式の溶
接電源にも同様に適用できる。
源を対象としたものであるが、サイリスタ制御方式の溶
接電源にも同様に適用できる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、出力過電流保護装置の
動作後、出力停止のラッチを解除するために人が溶接電
源設置場所まで行く必要がないため、作業能率が向上し
、しかも過電流を検出してから所定休止時間経過後でな
ければラッチを解除できないようにしてあるので、過電
流保護の目的は十分に達せられる。
動作後、出力停止のラッチを解除するために人が溶接電
源設置場所まで行く必要がないため、作業能率が向上し
、しかも過電流を検出してから所定休止時間経過後でな
ければラッチを解除できないようにしてあるので、過電
流保護の目的は十分に達せられる。
【００２０】また、所定休止時間経過後も起動信号がオ
ンのままではラッチ回路がリセットされず、起動信号を
一旦オフにしてから再度オンにしないと出力が発生しな
いので、従来のように自動機等で出力過電流保護装置の
動作後、起動信号をオンのままにした場合、ラッチ回路
のリセットと同時に溶接が開始されると言った予期しな
い変則的な動作をすることがなくなり、安全性を高める
ことができる。
ンのままではラッチ回路がリセットされず、起動信号を
一旦オフにしてから再度オンにしないと出力が発生しな
いので、従来のように自動機等で出力過電流保護装置の
動作後、起動信号をオンのままにした場合、ラッチ回路
のリセットと同時に溶接が開始されると言った予期しな
い変則的な動作をすることがなくなり、安全性を高める
ことができる。
【図１】本発明の一実施例の回路構成を示すブロック図
。
。
【図２】リセット回路１７の動作を説明するためのフロ
ーチャート。
ーチャート。
【図３】従来技術の回路構成を示すブロック図。
４ 出力制御用インバータ
８ 出力電流検出用シャント抵抗
１３ 制御回路
１４ 起動スイッチ
１５ 過電流検出回路
１６ ラッチ回路
１７ リセット回路
Claims (1)
- 【請求項１】 溶接電源の出力電流を検出し、出力電
流の値が所定値以上で、かつこの状態が所定時間以上続
いたとき異常判定信号を出力する過電流検出回路と、前
記異常判定信号により動作するラッチ回路と、通常は起
動信号のオン、オフにより溶接電源の出力を制御し、過
電流検出時には前記ラッチ回路の出力により起動信号の
オン、オフにかかわらず溶接電源の出力を停止させ、ラ
ッチ回路がリセットされるまでこの状態を維持する制御
回路とを備えたアーク溶接電源の出力過電流保護装置に
おいて、前記異常判定信号が出力されてから溶接電源の
過熱防止に必要な所定休止時間が経過した後の起動信号
の状態を判定し、所定休止時間終了時に起動信号がオフ
であればその時点で、オンであれば、その後起動信号が
オンからオフに変わった時点でそれぞれ前記ラッチ回路
にリセット信号を送り出すリセット手段を設けたことを
特徴とするアーク溶接電源の出力過電流保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2403604A JP2981289B2 (ja) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | アーク溶接電源の出力過電流保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2403604A JP2981289B2 (ja) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | アーク溶接電源の出力過電流保護装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04220172A true JPH04220172A (ja) | 1992-08-11 |
| JP2981289B2 JP2981289B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=18513334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2403604A Expired - Fee Related JP2981289B2 (ja) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | アーク溶接電源の出力過電流保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2981289B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103302376A (zh) * | 2012-03-08 | 2013-09-18 | 株式会社大亨 | 焊接电源的保护控制方法 |
-
1990
- 1990-12-19 JP JP2403604A patent/JP2981289B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103302376A (zh) * | 2012-03-08 | 2013-09-18 | 株式会社大亨 | 焊接电源的保护控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2981289B2 (ja) | 1999-11-22 |
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